adalah kalor total yang dibebaskan dalam pembakaran yang terukur dari waktu awal pembakaran hingga mencapai suhu produk pembakaran.
Menurut Mulop et.al [23] menyatakan bahwa HHV dapat diperkirakan dengan menggunakan persamaan Dulong:
HHV = 338,2 C + 1442,8H - 8
1 O + 94,2S kJkg bahan bakar .....................2.8
Harga C, H, O, dan S adalah persentase elemen pada dry ash-free basis, dalam analisis ultimat. Sedangkan persamaan Dulong hanya sesuai untuk kandungan karbon
tidak melebihi 86 dan tidak berfungsi jika melebihi 90, atau menggunakan persamaan Grumell dan Davies untuk kandungan karbon yang tinggi:
HHV = 15,22H + 937 ⎥⎦
⎤ ⎢⎣
⎡ −
− +
8 3
S O
H C
kJkg bahan bakar ........................2.9 Sedangkan nilai kalor bersih net heating value atau nilai kalor bawah lower heating
value adalah kalor yang dihasilkan bahan bakar manakala semua air dalam produk pembakaran tersisa sebagai uap air. LHV ditentukan dari persamaan HHV:
LHV = HHV –
O H
fg
mh
2
kJkg bahan bakar .......................2.10 Harga
m
adalah massa H
2
O dalam produk per unit massa bahan bakar dan
fg
h adalah entalpi uap air pada spesifik suhu.
2.5.2. Pembakaran Stoikiometrik
Pembakaran stoikiometrik adalah pembakaran dimana semua atom-atom karbon akan menghasilkan gas karbon dioksida CO
2
dan atom hidrogen menghasilkan uap air H
2
O. Sedangkan jumlah udara minimum yang memberikan
Universitas Sumatera Utara
oksigen yang cukup untuk oksida lengkap dari semua karbon, hidrogen, dan elemen- elemen yang dapat terbakar di dalam bahan bakar dinamakan udara stoikiometrik
atau udara teoritis. Sehingga pembakaran stoikiometrik jika berlaku pembakaran lengkap dengan kebutuhan udara hanya sebesar udara teoritis.
Komposisi kimia batubara terdiri dari unsur C, H, O, S, N serta unsur-unsur lain. Unsur sulfur dan unsur-unsur lain komposisinya kecil dan dapat diabaikan.
Nitrogen tidak termasuk bagian dalam reaksi pembakaran dan diperlakukan pada tingkat selanjutnya. Batubara secara keseluruhan dapat diformulasikan secara kimia
yaitu sebagai C
v
H
x
O
y
N
z
, dimana nilai v, x, y dan z adalah massa komponen yang diperoleh dari analisa ultimate yang dinyatakan sebagai berikut:
v = massa carbonberat atom carbon x = massa hidrogenberat atom hidrogen
y = massa oksigenberat atom oksigen z = massa nitrogenberat atom notrogen
Oleh karena itu, secara umum persamaan kimia pembakaran dengan excess air, dapat dinyatakan sebagai berikut:
C
v
H
x
O
y
N
z
+ XM
S
O
2
+ 3,76N
2
→ n
1
CO
2
+ n
2
H
2
O + n
5
N
2
+ n
6
O
2
Untuk kondisi pembakaran stoikimetrik, maka nilai X = 1.
76 ,
2 2
4 4
2 y
z w
v t
M
S
− −
− −
=
Universitas Sumatera Utara
Dengan excess air X 1, kembali dengan keseimbangan massa masing-masing sisi persamaan diperoleh:
n
1
= v n
2
= 2
x
n
5
= 2
z n
6
= 3,76 X M
S
+ 2
y
n
6
= X M
S
+ 2
t - v -
4 w
- 4
z
Oleh karena pecahan molar adalah sebanding dengan volume gas, dan proportionability constan adalah Avogadro’s Number, maka volume produk
pembakaran dinyatakan sebagai berikut:
V = 22,4 n
Sedangkan total volume produk pembakaran:
V
T
= 22,4
∑
i
n
Dari keseimbangan energi, semua energi yang dihasilkan dari proses pembakaran dapat ditransfer melalui ruang bakar. Tetapi dalam kenyataannya tidak
semua energi reaksi kimia dapat diperoleh, hal ini disebabkan faktor-faktor, seperti ketidak homogennya bahan bakar maupun pembakaran tidak lengkap. Oleh karena itu
timbul satu sifat yang disebut efisiensi ruang bakar, dan dinyatakan dalam persamaan: Efisiensi ruang bakar=
HHV losses
HHV
∑
− ..........................2.11
Universitas Sumatera Utara
2.6. Mekanisme Pembakaran Bahan Bakar Padat
